NO319243B1

NO319243B1 - Switching installations for distribution of electrical power protected against arc interference

Info

Publication number: NO319243B1
Application number: NO19951956A
Authority: NO
Inventors: Manfred Herkenrath; Paul Wey; Ferenc Boros; Dietrich Stade; Holger Schau
Original assignee: Moeller Gmbh
Priority date: 1993-09-21
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 2005-07-04
Also published as: NO951956D0; NO951956L

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et koblingsanlegg sikret mot lysbueinterferens av den art som angitt i innledningen til krav 1. The present invention relates to a switching system secured against arc interference of the kind stated in the introduction to claim 1.

Interferenslysbuer oppstår f.eks. ved lavspenningskoblingsanlegg når det oppstår en direkte elektrisk forbindelse mellom lederne eller mellom leder og jord uten at det foreligger en metallisk kortslutning, f.eks. når det er brudd i isolasjonen eller ved feilbetjening. Derved blir spenningsførende deler brooverbygget av forskjellige potensialer ved en plasmasøyle. Interference arcs occur e.g. at low-voltage switchgear when a direct electrical connection occurs between the conductors or between conductor and earth without a metallic short circuit, e.g. when there is a break in the insulation or in case of incorrect operation. Thereby, voltage-carrying parts are bridged by different potentials at a plasma column.

Som følge av den svært høye plasmatemperaturen oppvarmes omgivelsen til lysbuen så hurtig og kraftig at det oppstår en trykkoppbygning i koblingsanlegget, som når sitt maksimum allerede etter 15 til 20 ms. Ofte er trykkpåkjenningen større enn den mekaniske fastheten til dører og skillevegger til koblingsskapet. Disse delene blir da sprengt opp og beveget med høye hastigheter. Ved tilstedeværelsen av personer kan det som følge av de varme gassene og som følge av glødende partikler forårsakes betydelige forbrenninger. Dessuten kan den fra plasmasøylen utgående stråling føre til lysglimt. As a result of the very high plasma temperature, the surroundings of the arc are heated so quickly and strongly that a pressure build-up occurs in the switching system, which reaches its maximum after only 15 to 20 ms. Often the pressure stress is greater than the mechanical strength of the doors and partitions of the switch cabinet. These parts are then blown up and moved at high speeds. In the presence of people, the hot gases and glowing particles can cause significant burns. In addition, the radiation emanating from the plasma column can cause flashes of light.

Fra CH 676 174 er kjent en lysbuedetektorinnretning, som detekterer en lysbue i et koblingsanlegg ved anvendelse av en lysbølgeledersensor. Lysbuedetektoren strekker seg her gjennom flere koblingsceller. Ved denne innretningen blir, uavhengig av hvor interferenslysbuen oppstår, avgitt en feilmelding. En ulempe ved denne anordningen er at ved en interferenslysbuefeil kan det ikke foregå en selektiv utkobling for å sikre f.eks. en forsyning av forbrukeren ved hjelp av en reserveinnmating. Det fremgår ikke her hvorledes en interferenslysbue skal kunne slukkes under en bestemt tid, f.eks. S ms, slik at en selektiv kortslutningsbeskyttelse ikke påvirkes. An arc detector device is known from CH 676 174, which detects an arc in a switching system using a light waveguide sensor. The arc detector extends here through several switching cells. With this device, regardless of where the interference arc occurs, an error message is issued. A disadvantage of this device is that in the event of an interference arc fault, a selective disconnection cannot take place to ensure e.g. a supply by the consumer by means of a backup feed. It is not stated here how an interference arc should be able to be extinguished during a specific time, e.g. S ms, so that a selective short-circuit protection is not affected.

Fra tidsskriftet "Elektrotechnik" 1982, hefte 6, side 23-27, især bilde 5 og patentsøknaden HU 169 992 er kjent en hurtig-kortslutter, som skal kunne slukke en interferenslysbue innen mindre enn 5 ms. På bilde 6 til ovenfornevnte tidsskrift er vist et nett med en reserveinnmating, hvor anvendelse av kortslutteren er beskrevet. Ved en interferenslysbue, f.eks. i den første innmatingen, påvirkes i ethvert tilfelle kortslutterinnretningen. Personer blir beskyttet på en pålitelig måte ved denne innretningen, men er ikke gunstig når det er nødvendig med svært stor forsyningssikkerhet da som eksempel ved en feilutløsning, som ved fremmedlysinnkobling eller interferenslysbuer før innmatingskoblingsinnretningen, kan store forsyningsområder måtte være uten energiforsyning. From the journal "Elektrotechnik" 1982, booklet 6, pages 23-27, especially image 5 and the patent application HU 169 992, a fast short circuit breaker is known, which should be able to extinguish an interference arc within less than 5 ms. Picture 6 of the above-mentioned journal shows a network with a reserve feed, where the application of the circuit breaker is described. In the event of an interference arc, e.g. in the first feed, the shorting device is affected in any case. People are protected in a reliable way by this device, but it is not beneficial when a very high security of supply is required as, for example, in the event of a fault tripping, such as in the case of extraneous light switching on or interference arcs before the feed-in switching device, large supply areas may have to be without energy supply.

Det er kjent et utall retningslinjer, patentlitteratur og fagrapporter og andre publikasjoner innenfor teknikkens stilling med hensyn til "interferenslysbuebeskyttelse". Numerous guidelines, patent literature and professional reports and other publications are known within the state of the art with regard to "interference arc protection".

På tross av alle disse utallige løsningsforslagene har det siden 60-årene vært en merkbar negativ utvikling med hensyn til ulykker. Despite all these countless proposed solutions, since the 1960s there has been a noticeable negative development with regard to accidents.

Det er derfor en oppgave til foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en økonomisk aksepterbar løsning for å øke sikkerheten til et koblingsanlegg slik at interferenslysbuer kan bli sikkert og hurtig registrert uten fare for feilutløsning og uten å utgjøre noen risiko for personer eller anleggsdeler og hvor virkningen av interferenslysbuene forhindres på en økonomisk godtagbar måte, og især som herved selektiviteten ved kortslutningene og overstrømmene forblir opprettholdt og forsyningssikkerheten skal være høy. It is therefore a task of the present invention to provide an economically acceptable solution to increase the safety of a switching system so that interference arcs can be safely and quickly recorded without the risk of mistriggering and without posing any risk to people or plant parts and where the effect of the interference arcs is prevented in an economically acceptable way, and in particular that thereby the selectivity of the short circuits and overcurrents remains maintained and the security of supply must be high.

Denne oppgaven løses ifølge foreliggende oppfinnelse slik som angitt i krav l's karakteristikk og hvor det fremgår ytterligere fordelaktige videreutførelser av de øvrige uselvstendige kravene. This task is solved according to the present invention as stated in claim 1's characteristic and where further advantageous further embodiments of the other non-independent claims appear.

I det påfølgende skal oppfinnelsen beskrives nærmere med henvisning til et utførelseseksempel og til tegningene, hvor: In what follows, the invention will be described in more detail with reference to an embodiment and to the drawings, where:

Fig. 1 viser i perspektiv et utsnitt av et lavspenningskoblingsanlegg. Fig. 1 shows in perspective a section of a low-voltage switchgear.

Fig. 2 viser et enpolet kretsskjema for det på fig. 1 viste koblingsanlegg. Fig. 2 shows a single-pole circuit diagram for that in fig. 1 showed the connection system.

Fig. 3 viser det indre rommet til de enkelte feltene fra siden. Fig. 3 shows the inner space of the individual fields from the side.

Fig. 4 viser en prinsippfremstilling av samleskinnene og apparatanordningene sett Fig. 4 shows a schematic view of the busbars and the device devices

forfra. from the front.

Fig. 5 viser lederplaten til hvilken sensorene er tilsluttet. Fig. 5 shows the conductor plate to which the sensors are connected.

Fig. 6 viser forbindelsen mellom sensorene. Fig. 6 shows the connection between the sensors.

Fig. 7 viser en ytterligere fremstilling av sammenkoblingen i fig. 6. Fig. 7 shows a further representation of the connection in fig. 6.

Fig. 8 viser en sentral bearbeidelse. Fig. 8 shows a central processing.

Fig. 9 viser en desentralisert bearbeidelse. Fig. 9 shows a decentralized processing.

Fig. 10 viser en prinsippfremstilling av kortslutterinnretningen. Fig. 10 shows a principle design of the short circuit device.

Fig.l 1 viser en prinsippfremstilling av innretningen ved en strømsamleskinneanordning Fig.l 1 shows a principle design of the device in the case of a current busbar device

i et lavspenningskoblingsanlegg. in a low-voltage switchgear.

Fig. 12 viser i perspektiv innretningen ved en strømsamleskinneanordning i et Fig. 12 shows in perspective the arrangement of a current busbar arrangement in a

lavspenningskoblingsanlegg. low voltage switchgear.

Fig. 13 viser en strømsamleskinneanordning med utgangsskinner og hallsensorer sett Fig. 13 shows a busbar device with output rails and hall sensors set

forfra. from the front.

Fig. 14 viser den på fig. 3 viste strømsamleskinneanordning sett fra siden. Fig. 14 shows the one in fig. 3 showed the current busbar arrangement seen from the side.

Fig. 15 viser enkeltdelrfemvisning Z av den på fig. 4 viste strømsamleskinneanordning. Fig. 16 viser en strømsamleskinneanordning med utgangsskinnene og ytterligere Fig. 15 shows a single partial view Z of the one in fig. 4 shown current bus bar device. Fig. 16 shows a busbar device with the output rails and further

hallsensorer. hall sensors.

Fig. 17 viser den på fig. 6 viste strømsamleskinneanordning sett fra siden. Fig. 17 shows the one in fig. 6 showed the current busbar arrangement seen from the side.

Fig. 18 viser et første anordningseksempel av lysbølgeledere ved tre strømsamleskinner. Fig. 19 viser et andre anordningseksempel av lysbølgeledere ved tre strømsamleskinner. Fig.20 viser et tredje anordningseksempel av lysbølgeledere ved tre Fig. 18 shows a first arrangement example of light waveguides at three busbars. Fig. 19 shows a second arrangement example of light waveguides with three busbars. Fig. 20 shows a third arrangement example of light waveguides by wood

strømsamlingsskinner. busbars.

Fig.21 viser et anordningseksempel av lysbølgeledere ved tre strømsamleskinner og Fig.21 shows an arrangement example of light waveguides with three current busbars and

dertil vertikalt tilsluttede strømskinner. thereto vertically connected busbars.

Fig.22 viser et andre anordningseksempel av lysbølgeledere ved tre strømsamleskinner Fig.22 shows a second arrangement example of light waveguides with three busbars

og dertil vertikalt tilsluttede strømskinner. and thereto vertically connected power rails.

Koblingsanlegget 1 består av en første innmating A, en andre innmating B og en reserveinnmating R, som det tilhørende kretsskjema viser. Bak reserveinnmatingen er anordnet en reservetransformator, som ved utfall av en av de to innmatingene A eller B overtar forsyningen ved betjening av en koblingsbryter. The switching system 1 consists of a first input A, a second input B and a reserve input R, as the associated circuit diagram shows. A reserve transformer is arranged behind the reserve supply, which, in the event of a failure of one of the two supplies A or B, takes over the supply by operating a switch.

Videre består koblingsanlegget 1 av tre strømsamleskinne-avsnitt SSA, SSR og SSB, som kan bli matet av respektive enkeltmatekoblere EA, ER og EB. Strømsamleskinne-avsnittene SSA og SSR så vel som SSR og SSB er forbundet med hverandre ved hjelp av koblingsbrytere KA og KB. Med strømsamleskinneavsnittet SSA er forbundet en første utgangsbryter AA, idet det naturligvis også kan være tilstede flere utganger hhv. utgangsbrytere, f.eks. for mating av flere oppvarmingsinnretninger. En andre utgangsbryter AB er tilsluttet det andre strømsamleskinne-avsnittet SSB, f.eks. for mating av en underfordeler. Furthermore, the switching system 1 consists of three busbar sections SSA, SSR and SSB, which can be fed by respective single feed couplers EA, ER and EB. The busbar sections SSA and SSR as well as SSR and SSB are connected to each other by means of switching switches KA and KB. A first output switch AA is connected to the busbar section SSA, since there can of course also be several outputs or output switches, e.g. for feeding several heating devices. A second output switch AB is connected to the second busbar section SSB, e.g. for feeding a sub-distributor.

På fig. 2 er vist et utsnitt av fire skap 11 til 14 til det viste koblingsanlegget 1, idet fig. 3 og 4 viser en ytterligere fremvisning av disse fire skapene 11 til 14. In fig. 2 shows a section of four cabinets 11 to 14 of the shown switching system 1, as fig. 3 and 4 show a further display of these four cabinets 11 to 14.

Det første skapet 11 inneholder den første utgangsbryteren AA. I det andre skapet 12 er anordnet den første matekobleren EA og en senere nærmere beskrevet kortslutningsinnretning. Det tredje skapet 13 inneholder koblingsbryteren KA og det fjerde skapet inneholder innmatningsbryteren ER til reserveinnmatingen R. The first cabinet 11 contains the first output switch AA. In the second cabinet 12, the first feed coupler EA and a short-circuiting device described in more detail later are arranged. The third cabinet 13 contains the switching switch KA and the fourth cabinet contains the input switch ER for the reserve input R.

Som vist på fig. 4 strekker seg strømsamleskinnene til matingen A i det øvre området til minst over de første tre skapene 11 til 13. Ytterligere utgangsbrytere kan være anordnet til venstre derfor, når strømsamleskinnene er forlenget mot venstre, som er antydet med stiplede linjer. As shown in fig. 4, the busbars of the feeder A extend in the upper area to at least above the first three cabinets 11 to 13. Additional output switches can be arranged to the left therefore, when the busbars are extended to the left, which is indicated by dashed lines.

Strømsamleskinnene til reserveinnmatingen R er derimot anordnet i det midtre området og i det tredje og fjerde skapet 13,14 så vel som til høyre for disse skapene. The current busbars for the reserve feed R are, on the other hand, arranged in the middle area and in the third and fourth cabinets 13,14 as well as to the right of these cabinets.

Koblingsanlegget er utført med hallsensorer og Iysbølgeledersensorer for å registrere en interferenslysbue. Den nærmere virkningen til sensorene skal forklares nærmere senere. The switching system is made with Hall sensors and Iys waveguide sensors to register an interference arc. The more detailed effect of the sensors will be explained in more detail later.

Lysbølgeleder-sensorene tjener til globalt (i det minste i samme funksjonsrom og stedsuavhengig) å registrere interferenslysbuer, dvs. vise at det oppstår en interferenslysbue mens hallsensorene registrerer det nøyaktige stedet for interferenslysbuen. The optical waveguide sensors serve to globally (at least in the same functional space and location-independent) register interference arcs, i.e. show that an interference arc occurs, while the hall sensors record the exact location of the interference arc.

Literferenslysbueregistreringen kan foregå for respektive koblingsfelt. Totalt blir i dette tilfelle inntil 8 hallsensorer tilført en registreringselektronikk via avskjermede signalledninger. Tilslutningen foregår via en 25 polet D-subhylse hhv. plugg 16, som er anbrakt direkte på en lederplate 17, idet lederplaten 17 er anordnet i et jordet stålblikkhus under skapdekselet eller fordelerskinnene. Inntil tre lysbølgeledere (LWL) 17,18,19 er anordnet direkte på lederplaten pluggbar eller fast anordnet, som vist på fig. 5.1 et koblingsfelt blir dessuten anordnet til hallsensoren en eller flere LWL-sløyfer i koblingsfeltet og sammenkoblet med hverandre ved hjelp av logiske "ELLER"-porter. The liter reference arc registration can take place for the respective switching field. In this case, a total of up to 8 hall sensors are supplied to a recording electronics via shielded signal lines. The connection takes place via a 25-pin D-subsocket or plug 16, which is placed directly on a conductor plate 17, the conductor plate 17 being arranged in a grounded steel tin house under the cabinet cover or the distribution rails. Up to three light waveguides (LWL) 17,18,19 are arranged directly on the conductor plate pluggable or fixed, as shown in fig. 5.1 a connection field, one or more LWL loops are also arranged for the hall sensor in the connection field and interconnected with each other by means of logical "OR" gates.

Hallsensorene blir for hvert anordningssted sammenkoblet i respektive grupper på to til tre hallsensorer med parallelle "ELLER"-porter, noe som foregår i registreringselektronikken, idet hallsensorene f.eks. kan være anordnet i mellomrommet mellom ledere eller strømskinner så vel som mellom strømskinnene og jordede anleggsdeler. The hall sensors are connected for each device location in respective groups of two to three hall sensors with parallel "OR" gates, which takes place in the recording electronics, as the hall sensors e.g. can be arranged in the space between conductors or busbars as well as between the busbars and earthed plant parts.

I forskjellige funksjonsrom til et koblingsfelt, som fordelerskinnerom, apparatrom eller tilslutningsrom, fremkommer da opptil 8 anordningssteder. Det kan f.eks. være anordnet en eller to grupper av hallsensorer i opptil tre fordelerskinnerom. En eller to grupper med hallsensorer kan være anordnet i opptil to apparatrom. En gruppe med hallsensorer kan være tilstede i et tilslutningsrom. In different functional rooms of a switchboard, such as distribution busbar rooms, apparatus rooms or connection rooms, up to 8 device locations appear. It can e.g. be arranged one or two groups of hall sensors in up to three distribution busbar rooms. One or two groups of hall sensors can be arranged in up to two appliance rooms. A group of hall sensors can be present in a connection room.

I registreringselektronikken eller i en annen signalbearbeidelsesinnretning blir LWL-sumsignalet forbundet med signalene til hallsensorene og ved respektive enkelte logiske "OG"-porter slik at forskjellige koblings- og beskyttelsesapparater, som kortslutningsinnretninger, effektbrytere, innmatingsbrytere og koblingsbrytere kan aktiveres. In the recording electronics or in another signal processing device, the LWL sum signal is connected with the signals of the hall sensors and at respective individual logic "AND" gates so that various switching and protection devices, such as short-circuit devices, circuit breakers, feed switches and switching switches can be activated.

I enkleste tilfelle kan det foregå et summeringssignal fra en "ELLER"-port til LWL-sensorene med et summeringssignal fra en "ELLER"-port til hallsensorene. In the simplest case, a summing signal from an "OR" gate to the LWL sensors can take place with a summing signal from an "OR" gate to the hall sensors.

I registreringselektronikken er integrert den optiske sender, mottaker og forsterker for lysbølgelederne. The optical transmitter, receiver and amplifier for the light waveguides are integrated in the recording electronics.

Logikkfunksjonen for koblingen av sensorene og utgangssignalene for beskyttelses- og koblingsapparatene er f.eks. realiserbare med GAL'er, PAL'er eller EPROM'er og endrebare ved nyprogrammering. The logic function for the connection of the sensors and the output signals for the protection and switching devices is e.g. realizable with GALs, PALs or EPROMs and changeable by reprogramming.

Utgangssignalene for beskyttelses- og koblingsapparatene stilles til rådighet av galvanisk separerte halvlederreléer og tilføres en nipolet SUB-D-hylse 20. Registreringselektronikken, i hvilken også de logiske sammenkoblinger av sensorsignalene er integrert, styrer de tilsvarende grensesnittstedene til koblings- og beskyttelsesapparatet via den nipolede D-sub-plugg 20. The output signals for the protection and switching devices are made available by galvanically separated semiconductor relays and fed to a nipole SUB-D socket 20. The recording electronics, in which the logical interconnections of the sensor signals are also integrated, control the corresponding interface points of the switching and protection device via the nipole D -sub-plug 20.

Nærmere om en sentral eller desentral oppløsning blir senere beskrevet ved henvisning til forskjellige løsninger. More details about a central or decentralized solution will be described later by referring to different solutions.

Som fig. 3 og 4 viser er i de første to skapene 11 og 12 anordnet totalt 8 grupper av hallsensorer Hl til H8 i de forskjelligste funksjonsrommene, idet en gruppe dannes av to hallsensorer. De enkelte funksjonsrommene er på kjent måte atskilt fra hverandre ved hjelp av skott eller lignende. As fig. 3 and 4 show, a total of 8 groups of hall sensors Hl to H8 are arranged in the first two cabinets 11 and 12 in the most different function rooms, one group being formed by two hall sensors. The individual function rooms are separated from each other in a known manner by means of bulkheads or the like.

I fordelerskinnerommet til skapene 11 og 12 er anordnet to grupper med hallsensorer Hl og H2 mellom de horisontale strømsamleskinnene kun for registrering av en interferenslysbue i dette området. In the distribution rail space of cabinets 11 and 12, two groups of hall sensors Hl and H2 are arranged between the horizontal current busbars only for recording an interference arc in this area.

I apparatrommet til det første skapet 11 er i området av de vertikale tilslutningsskinnene anordnet en tredje og en fjerde gruppe med hallsensorer H3 og H4, idet den tredje gruppen av hallsensorer H3 er anordnet i området av de vertikale tilslutningsskinnene og den fjerde gruppen H4 er anordnet i området av de vertikale utgangsskinnene, altså foran og bak utgangsbryteren AA. In the apparatus room of the first cabinet 11, a third and a fourth group of hall sensors H3 and H4 are arranged in the area of the vertical connection rails, the third group of hall sensors H3 being arranged in the area of the vertical connection rails and the fourth group H4 being arranged in the area of the vertical output rails, i.e. in front and behind the output switch AA.

Tilslutningsrommet til det første skapet 11 er i området av de vertikale utgangsskinnene eller i området av de horisontale utgangsskinnene forsynt med en femte gruppe med hallsensorer H5. The connection room to the first cabinet 11 is provided in the area of the vertical output rails or in the area of the horizontal output rails with a fifth group of hall sensors H5.

I apparatrommet til det andre skapet 12 er videre anordnet en sjette og en syvende gruppe med hallsensorer H6 og H7, idet disse er anordnet foran og bak matebryteren In the apparatus room of the second cabinet 12, a sixth and a seventh group of hall sensors H6 and H7 are also arranged, these being arranged in front and behind the feed switch

EA. EA.

En åttende gruppe med hallsensorer H8 er anordnet i tilslutningsrommet og tjener til innmating. An eighth group of hall sensors H8 is arranged in the connection room and serves for input.

Disse gruppene med hallsensorer Hl til H8 er som tidligere nevnt forbundet med en felles registreringselektronikk, som kan være anordnet i et av de to skapene 11 eller 12. These groups of hall sensors Hl to H8 are, as previously mentioned, connected to a common recording electronics, which can be arranged in one of the two cabinets 11 or 12.

Det er dessuten anordnet tre sløyfer med LWL-sensorer LI, L2 og L3, som strekker seg over respektive flere skap, jfr. fig. 4. There are also three loops with LWL sensors LI, L2 and L3, which extend over respective several cabinets, cf. fig. 4.

Den første LWL-sensoren LI er anordnet i området av fordelerskinnerommet til skapene 11 og 12 parallelt med strømsamleskinnene. Den andre LWL-sensoren L2 strekker seg over de to apparatrommene til skapene 11 og 12 på tvers av utgangs-innmatings- og tilslutningsskinnen. Den tredje LWL-sensoren L3 forløper over tilslutningsrommet til skapet 11 og 12. The first LWL sensor LI is arranged in the area of the distribution rail space of the cabinets 11 and 12 parallel to the current busbars. The second LWL sensor L2 extends over the two apparatus rooms of the cabinets 11 and 12 across the output-feed and connection rail. The third LWL sensor L3 extends over the connection space to the cabinet 11 and 12.

Naturligvis kan ytterligere skap være forsynt med sensorer, som er anordnet i en ytterligere registreringselektronikk. Naturally, further cabinets can be provided with sensors, which are arranged in a further recording electronics.

I koblingsanlegget er den på fig. 3 viste utgangsbryter AA en effektbryter av i og for seg kjent type, som har f.eks. en nedkoblingstid på 15 ms. Den der viste matebryter EA er likeledes en effektbryter med en nedkoblingstid på 30 ms. Kortslutningsinnretningen KS bevirker i det minste i løpet av mindre enn 5 ms en metallisk kortslutning. Tiden for registrering og bearbeidelse av en interferenslysbue er i forhold til nedkoblingstiden til koblingsapparatet mindre, i det minste mindre enn 5 ms. In the switching system, it is in fig. 3 showed output switch AA, a circuit breaker of a known type per se, which has e.g. a disconnection time of 15 ms. The feeder switch EA shown there is also a circuit breaker with a switch-off time of 30 ms. The short circuit device KS causes a metallic short circuit at least within less than 5 ms. The time for registration and processing of an interference arc is less than the switch-off time of the switching device, at least less than 5 ms.

Koblingsanlegget er tilsluttet et nett. Nettet skal ha en så høy kortslutningseffekt at en interferenslysbue innen minst 20 ms skal være utkoblet for at verken anleggsdeler eller personer som er i nærheten skal bli skadet. The switching system is connected to a network. The network must have such a high short-circuit effect that an interference arc must be switched off within at least 20 ms so that neither plant parts nor people in the vicinity are damaged.

Sensorene er, som vist på fig. 6 og 7, sammenkoblet slik at i avhengighet av hvor interferenslysbuen oppstår, altså skap, funksjonsrom og strømførende deler, som nettsidige tilslutningsskinner og utgangsskinner, blir forskjellige apparater utløst. The sensors are, as shown in fig. 6 and 7, interconnected so that depending on where the interference arc occurs, i.e. cabinets, function rooms and current-carrying parts, such as net-side connection rails and output rails, different devices are triggered.

Ut fra utgangssignalene til de enkelte LWL-sensorene LI, L2, L3 dannes ved hjelp av en "ELLER"-port et summeringssignal, som vist på fig. 6. Disse summeringssignalene blir koblet enkeltvis med utgangssignalene til hallsensorgruppene Hl til H8 via en logisk "OG"-port, idet de parvis anordnede hallsensorene Hia, Hlb, som danner en gruppe, er koblet sammen med logiske "ELLER"-porter. Based on the output signals of the individual LWL sensors LI, L2, L3, a summing signal is formed by means of an "OR" gate, as shown in fig. 6. These summing signals are connected individually with the output signals of the hall sensor groups Hl to H8 via a logical "AND" gate, the pairwise arranged hall sensors Hia, Hlb, which form a group, are connected with logical "OR" gates.

Summeringssignalene XI til X8 til koblingen av LWL- og hallsensorene, blir som vist på fig. 7, sammenkoblet med forskjellige koblings- og beskyttelsesapparater. The summing signals XI to X8 for the connection of the LWL and hall sensors, as shown in fig. 7, interconnected with various switching and protection devices.

Styresignalet til den i lavspennings-koblingsanlegget anordnede kortslutningsinnretning KS dannes ved hjelp av en ELLER-kobling av signalene XI til X3 og X6. The control signal for the short-circuit device KS arranged in the low-voltage switchgear is formed by means of an OR connection of the signals XI to X3 and X6.

Styresignalet til den i lavspenningskoblingsanlegget anordnede innmatingsbryter EA blir likeledes dannet av en ELLER-sammenkobling av signalene XI til X3 og X6. The control signal for the input switch EA arranged in the low-voltage switchgear is likewise formed by an OR connection of the signals XI to X3 and X6.

Styresignalet til den i lavspennings-koblingsanlegget anordnede utgangsbryter EA blir dannet av en ELLER-kobling av signalene X4 og X5. The control signal for the output switch EA arranged in the low-voltage switchgear is formed by an OR connection of the signals X4 and X5.

Styresignalet til den i lavspennings-koblingsanlegget anordnede koblingsbryter KS dannes av en ELLER-kobling av signalene X7 og X8. The control signal for the switching switch KS arranged in the low-voltage switching system is formed by an OR connection of the signals X7 and X8.

Styresignalet til den utenfor lavspennings-koblingsanlegget anordnede mellomspennings-bryter MS-LS blir likeledes dannet ved hjelp av en ELLER-kobling av signalene X7 og X8. The control signal for the medium-voltage switch MS-LS arranged outside the low-voltage switchgear is likewise formed by means of an OR connection of the signals X7 and X8.

Styresignalet til den utenfor lavspennings-koblingsanlegget anordnede mellomspennings-kortslutningsinnretning MS-KS blir også dannet av en ELLER-kobling av signalene X7 og X8. The control signal for the medium-voltage short-circuit device MS-KS arranged outside the low-voltage switchgear is also formed by an OR connection of the signals X7 and X8.

I det påfølgende skal arbeidsmåten beskrives nærmere ved hjelp av tre feiltilfeller. In what follows, the working method will be described in more detail using three error cases.

I det første tilfelle er det en interferenslysbue LBS i samleskinneområdet, som antydet på fig. 1, f.eks. i samleskinnerommet mellom to strømsamleskinner i en av de to skapene 11 eller 12 (reaksjon av hallsensorene Hl og H2 og LWL-sensoren LI), i apparatrommet mellom nettsidige tilslutningsskinner til utgangsbryteren AA (reaksjon av hallsensorene H3 og LWL-sensoren L2) eller i apparatrommet mellom de med strømsamleskinnene forbundne tilslutningsskinner til innmatingsbryteren EA (reaksjon av hallsensorene H6 og LWL-sensoren L2). In the first case, there is an interference arc LBS in the busbar area, as indicated in fig. 1, e.g. in the busbar space between two current busbars in one of the two cabinets 11 or 12 (reaction of the hall sensors Hl and H2 and the LWL sensor LI), in the apparatus room between the mains connection rails of the output switch AA (reaction of the hall sensors H3 and the LWL sensor L2) or in the apparatus room between the connection rails connected to the busbars to the input switch EA (reaction of the hall sensors H6 and the LWL sensor L2).

I dette tilfelle blir det tilveiebrakt et summeringssignal gjennom en av LWL-sensorene LI eller L2, som kobles sammen med et hallsensorsignal til en av hallsensorene Hl, H2, H3, H6 ved hjelp av en OG-port, idet kortslutningsinnetningen KS betjenes og innmatebryteren EA kobles ut. Interferenslysbuen blir slukket innen mindre enn 5 ms, idet innmatingsbryteren EA til kortslutningsstrømmen avbrytes i 30 ms. In this case, a summing signal is provided through one of the LWL sensors LI or L2, which is coupled together with a hall sensor signal to one of the hall sensors Hl, H2, H3, H6 by means of an AND gate, the short circuit breaker KS being operated and the feed switch EA disconnects. The interference arc is extinguished within less than 5 ms, as the input switch EA to the short-circuit current is interrupted for 30 ms.

I andre tilfelle oppstår en interferenslysbue LBA i utgangsområdet til utgangsbryteren AA, idet interferenslysbuen enten er i apparatrommet til utgangsbryteren AA (reaksjon av hallsensorene H4 og LWL-sensoren L2) eller i tilslutningsrommet til det første skapet 11 (reaksjon av hallsensoren H5 og LWL-sensoren L3). I dette tilfelle blir en utkoblingspuls ført videre til utgangsbryteren AA, som slukker interferenslysbuen innen 15 ms, altså under tillatelig 20 ms. In the second case, an interference arc LBA occurs in the output area of the output switch AA, the interference arc being either in the apparatus room of the output switch AA (reaction of the hall sensors H4 and the LWL sensor L2) or in the connection room of the first cabinet 11 (reaction of the hall sensor H5 and the LWL sensor L3). In this case, a disconnection pulse is passed on to the output switch AA, which extinguishes the interference arc within 15 ms, i.e. below the permissible 20 ms.

I neste tilfelleeksempel oppstår en interferenslysbue LBE i nettsidig område til innmatingsbryteren, f.eks. i tilslutningsrommet til det andre skapet 12 (reaksjon av hallsensoren H8 og LWL-sensoren L3) eller i apparatrommet til inngangsmatebryteren EA (reaksjon av hallsensoren H7 og 3LWL-sensoren L2). Herved betjenes et foranordnet koblingsapparat og en ytterligere kortslutningsinnretning, f.eks. en mellomspenningsbryter MS-LS og etterkoblet kortslutningsinnretning MS-KS på mellomspenningssiden, som er vist på fig. 4. Kortslutterinnretningen MS-KS slukker interferenslysbuen allerede etter 5 ms. Den av denne kortslutningsinnretningen tilveiebrakte metalliske kortslutning kobles så bort av mellomspenningsbryteren MS-LS. Videre blir så koblingsbryteren KA tilkoblet av registreringselektronikken slik at de til strømsamleskinne-avsnittene SSA tilsluttede forbrukere videre kan bli forsynt av reservemateinnretningen R, altså uten at f.eks. fremstillingsprosessen i den kjemiske industri avbrytes. In the next case example, an interference arc LBE occurs in the net-side area of the input switch, e.g. in the connection room of the second cabinet 12 (reaction of the hall sensor H8 and the LWL sensor L3) or in the apparatus room of the input feeder switch EA (reaction of the hall sensor H7 and the 3LWL sensor L2). In this way, an upstream switching device and a further short-circuiting device, e.g. a medium voltage switch MS-LS and downstream short circuit device MS-KS on the medium voltage side, which is shown in fig. 4. The short-circuit device MS-KS extinguishes the interference arc already after 5 ms. The metallic short circuit provided by this short circuit device is then disconnected by the medium voltage switch MS-LS. Furthermore, the switching switch KA is then connected by the recording electronics so that the consumers connected to the current busbar sections SSA can further be supplied by the reserve supply device R, i.e. without e.g. the manufacturing process in the chemical industry is interrupted.

I første tilfelle (LBS) kan det alternativt foregå kun et styresignal ved kortslutningsinnretningen KS. De respektive innmatede grenene blir ved hjelp av den standardmessig innbygde kortslutningsbeskyttelsen selektivt utkoblet. In the first case (LBS), alternatively, only a control signal can take place at the short-circuit device KS. The respective fed-in branches are selectively disconnected with the help of the standard built-in short-circuit protection.

I andre tilfelle (LBA) kan alternativt et styresignal bli ført videre til kortslutningsinnretningen KS og matebryteren EA, eventuelt også utgangsbryteren AA. In the second case (LBA), a control signal can alternatively be passed on to the short circuit device KS and the feed switch EA, possibly also the output switch AA.

I tredje tilfelle (LBE) kan alternativt kun et styresignal ved mellomspenningsbryteren MS-LS bli videreført eller også dessuten eller utelukkende til kortslutningsinnretningen In the third case (LBE) alternatively, only a control signal at the intermediate voltage switch MS-LS can be passed on or additionally or exclusively to the short-circuit device

KS. KS.

Ved komplekse lavspenningskoblingsanlegg kan det være nødvendig med mange sensorer og derfor flere registreringsenheter. Informasjonsoverføringen til slukking av koblingsforløpet kan foregå sentralt eller desentralisert, som det skal beskrives nærmere med henvisning til fig. 8 og 9. In the case of complex low-voltage switchgear, many sensors and therefore several recording units may be required. The information transfer to switch off the switching process can take place centrally or decentralised, as will be described in more detail with reference to fig. 8 and 9.

Fig. 8 viser et utsnitt av et lavspennings-koblingsanlegg, som består av koblingsceller, hvor det i cellene er anordnet mikrostyrere C, med mikrostyreren forbundne LWL- og hallsensorer, koblings- eller beskyttelsesapparater, som effektbryter LS og kortslutningsinnretning KS, som er direkte forbundet med mikrostyreren eller med en sentralenhet via styreledninger, idet de enkelte mikrostyrerne og sentralenhetene er forbundet med en optisk dataledning, som er vist som stiplet linje. Fig. 8 shows a section of a low-voltage switching system, which consists of switching cells, where microcontrollers C are arranged in the cells, LWL and hall sensors connected to the microcontroller, switching or protection devices, such as circuit breaker LS and short-circuit device KS, which are directly connected with the microcontroller or with a central unit via control lines, the individual microcontrollers and central units being connected by an optical data line, which is shown as a dashed line.

I hver koblingscelle detekteres de opptredende feil og overføres til den sentrale bearbeidelsesenheten uten avgjørelse angående de koblingshandlinger som skal utføres. I sentralenheten blir i avhengighet av den aktuelle koblingstilstanden til anlegget truffet en avgjørelse over hvilke koblingshandlinger som skal utføres. Kun utkoblingen av effektbryteren i utgangscellen kan foregå automatisk i hver celle, da denne avgjørelsen kan bli utledet utelukkende av celleinterne kriterier. In each switching cell, the occurring errors are detected and transferred to the central processing unit without a decision regarding the switching actions to be performed. In the central unit, depending on the current connection state of the plant, a decision is made as to which connection actions are to be carried out. Only the tripping of the circuit breaker in the output cell can be done automatically in each cell, as this decision can be derived solely from cell-internal criteria.

Signaloverføringen foregår med hensyntagen til EMV over en optisk dataledning. The signal transmission takes place with consideration of EMV over an optical data cable.

På fig. 9 er vist et utsnitt av et lavspennings-koblingsanlegg med desentral utløsning av koblingsapparatene. In fig. 9 shows a section of a low-voltage switching system with decentralized triggering of the switching devices.

De enkelte koblingscellene har respektive logiske enheter med halvlederrelé og sensorer tilsluttet disse logikkenhetene. De enkelte logikkenhetene og koblingsapparatene er forbundet ved hjelp av en styreledning SL. I hver koblingscelle blir det ut fra den registrerte feilen i avhengighet av feilstedet frembrakt direkte et utløsningssignal for det tilsvarende koblingsapparatet. Dette signalet blir tilført av et halvlederrelé HR på styreledningen og kan dermed betjene en tilsvarende utløser i det angjeldende koblingsapparat. The individual switching cells have respective logic units with semiconductor relays and sensors connected to these logic units. The individual logic units and switching devices are connected by means of a control line SL. In each switching cell, a tripping signal for the corresponding switching device is directly generated based on the registered error, depending on the location of the error. This signal is supplied by a semiconductor relay HR on the control line and can thus operate a corresponding trigger in the relevant switching device.

Fig. 10 viser kortslutningsinnretningen KS, som kan være utført på i og for seg kjent måte. Ved en interferenslysbue tilkobles i kort tid en høy strøm Ic fra et energilager til en spole N. Ifølge kreftene som oppstår som følge av induksjonsstrømmen i de begerlignende metalIdelene Kl og K2 frembringes en metallisk kortslutning mellom kortsluttende deler XR og YR. Fig. 10 shows the short circuit device KS, which can be made in a manner known per se. In the case of an interference arc, a high current Ic is connected for a short time from an energy storage to a coil N. According to the forces arising as a result of the induction current in the cup-like metal parts Kl and K2, a metallic short circuit is produced between the short-circuiting parts XR and YR.

I det påfølgende skal hallsensorene Hl til H8 nærmere beskrives, idet henvisningstallene er forsynt med en indeksstrek. Anordningen og virkningsmåten beskrives ved hjelp av et enkelt eksempel uten direkte henvisning til de tidligere nevnte komplekse eksemplene. In what follows, the hall sensors Hl to H8 will be described in more detail, as the reference numbers are provided with an index line. The device and mode of action are described using a simple example without direct reference to the previously mentioned complex examples.

Som antydet på fig. 11 er det anordnet to hallsensorer 1' i samleskinnerommet 2' til et lavspennings-koblingsanlegg mellom strømsamleskinnene 3'. As indicated in fig. 11, two hall sensors 1' are arranged in the busbar space 2' of a low-voltage switching system between the current busbars 3'.

Det av hallsensorene V frembrakte signal blir her tilført en ikke nærmere beskrevet bedømmelseskrets 4', som bearbeider signalet og som ved en interferenslysbue eller en andre tverrfeil loddrett til strømsamleskinnene 3<1> styrer selektivt et arbeidende koblings-eller beskyttelsesapparat 5', som reduserer med hurtig kontaktåpning virketiden til interferenslysbuen. The signal produced by the hall sensors V is here supplied to an evaluation circuit 4', which is not described in further detail, which processes the signal and which, in the event of an interference arc or another transverse fault perpendicular to the busbars 3<1>, selectively controls a working switching or protection device 5', which reduces by fast contact opening the duration of the interference arc.

Det er likeledes mulig å anvende istedenfor et koblingsapparat en innretning som frembringer en definert og for anlegget uskadelig kortslutning. It is also possible to use, instead of a switching device, a device that produces a defined short circuit that is harmless to the system.

Hallsensorene 1' er omnipolare, digitale hallsensorer l<1>, som endrer sin koblingstilstand når et magnetfelt parallelt til sensoroverflaten når inn i virkningsområdet til sensorene. Derved endrer hallsensorene 1' sin koblingstilstand uavhengig av retningen til det på seg virkende magnetfelt (nord-syd- eller syd-nord-retningen). Kobler hallsensorene inn f.eks. ved et magnetfelt i nord-syd-retningen blir ved overskridelse av den magnetiske innkoblingsstrømtettheten, f.eks. ved hjelp av et magnetfelt til syd-nord-retningen, hallsensorene 1' igjen satt tilbake til sin utgangstilstand. Det oppstår et firkantforløp til hallsignalet. The Hall sensors 1' are omnipolar, digital Hall sensors 1<1>, which change their switching state when a magnetic field parallel to the sensor surface reaches into the sensor's effective range. Thereby, the Hall sensors 1' change their switching state independently of the direction of the magnetic field acting on them (north-south or south-north direction). Connects the hall sensors, e.g. in the case of a magnetic field in the north-south direction, if the magnetic switching current density is exceeded, e.g. by means of a magnetic field to the south-north direction, the hall sensors 1' are again set back to their initial state. A square wave to the hall signal occurs.

Hallsensorene 11 er som det fremgår av fig. 12 anordnet med sine overflater parallelt med i avstand d lik noen centimeter, fortrinnsvis tre centimeter, i forhold til strømsamleskinnene 3'. The Hall sensors 11 are, as can be seen from fig. 12 arranged with their surfaces parallel to at a distance d equal to a few centimeters, preferably three centimeters, in relation to the current collector rails 3'.

Her er hallsensorene 1' anordnet slik at de endrer kun sin koblingstilstand når et magnetfelt er parallelt til Y-Z-planet til det på fig. 12 viste koordinatsystem. Here, the Hall sensors 1' are arranged so that they only change their switching state when a magnetic field is parallel to the Y-Z plane to that in fig. 12 showed coordinate system.

Mellom de to øvre strømsamleskinnene 3' er vist en interferenslysbue. Det av feilstrømmen forutsagte magnetfelt B forløper i det vesentlige parallelt til X-Z-planet, hvorved hallsensoren 1<*> frembringer et utgangssignal. An interference arc is shown between the two upper busbars 3'. The magnetic field B predicted by the fault current runs essentially parallel to the X-Z plane, whereby the Hall sensor 1<*> produces an output signal.

Kortslutningsstrømmene i strømsamleskinnene, ifølge kraftig kortslutning, skal derimot ikke registreres av lysbuedetektoren. Den med Ik betegnede kortslutningsstrøm i den øverste strømsamleskinnen 3' frembringer et i virkningsområdet til hallsensoren og i Y-og X-retningen forløpende magnetfelt, som imidlertid ikke frembringer noe utgangssignal. However, the short-circuit currents in the busbars, according to severe short-circuits, should not be recorded by the arc detector. The short-circuit current denoted by Ik in the top current collector rail 3' produces a magnetic field in the area of effect of the hall sensor and in the Y and X directions, which, however, does not produce any output signal.

Fig. 13 viser anordningen til hallsensorene Sl, S2 for registrering av en interferenslysbue ved den horisontalt anordnede hovedsamleskinnen 6' uten at driftsstrømmen til den vertikalt anordnede utgangsskinnen 7' genererer et hallsignal, idet hallsensorene er kun antydet. Fig. 13 shows the arrangement of the hall sensors Sl, S2 for recording an interference arc at the horizontally arranged main busbar 6' without the operating current of the vertically arranged output rail 7' generating a hall signal, the hall sensors being only indicated.

Hver av de to hallsensorene Sl, S2 anbringes så i avstand hl, altså mellom strømsamleskinnene, slik at de samtidig er anbrakt med sin lengdeside innenfor avstanden hhv. bredden bl til utgangsskinnene 7', i det avstanden bl tilsvarer strømskinnetykkelsen til utgangsskinnene 7, som er vist i detaljfremstillingen Z på fig. 14 og hvor videre lengdesiden til hallsensorene Sl, S2 tilsvarer arbeidsretningen. Each of the two hall sensors Sl, S2 is then placed at a distance hl, i.e. between the current busbars, so that they are simultaneously placed with their longitudinal side within the distance respectively. the width bl of the output rails 7', in that the distance bl corresponds to the current rail thickness of the output rails 7, which is shown in the detail Z in fig. 14 and where further the longitudinal side of the hall sensors Sl, S2 corresponds to the working direction.

Avstanden 1 mellom utgangsskinnene og hallsensoren Sl eller S2 skal være så liten som mulig. Med denne anbringelsen sikres at magnetfeltet oppbygd av driftsstrømmen i det vertikale strømskinnesystemet i ethvert tilfelle går loddrett gjennom hallsensoren Sl hhv. S2 og dermed ikke fører til generering av et hallsignal. Samtidig gjennomtrenger magnetfeltet, som bygges opp av driftsstrømmen gjennom det horisontale strømskinnesystemet, likeledes i hovedsaken loddrett gjennom sensorflaten. De tangensiale magnetfeltkomponentene, som virker parallelt med sensoroverflatene, forløper loddrett i forhold til arbeidsretningen til sensoren og kan av denne grunn heller ikke initiere noe hallsignalgenerering. The distance 1 between the output rails and the hall sensor Sl or S2 must be as small as possible. With this arrangement, it is ensured that the magnetic field built up by the operating current in the vertical busbar system in any case passes vertically through the hall sensor Sl or S2 and thus does not lead to the generation of a hall signal. At the same time, the magnetic field, which is built up by the operating current through the horizontal busbar system, also penetrates mainly vertically through the sensor surface. The tangential magnetic field components, which act parallel to the sensor surfaces, extend vertically in relation to the working direction of the sensor and for this reason cannot initiate any Hall signal generation either.

Ved anbringelse av sensoren ifølge fig. 13 og fig. 15 blir det av en driftsstrøm i horisontale og vertikale strømskinnesystem ikke generert noe hallsignal av sensorene. Kun ved en interferenslysbue frembringes et hallsignal. Tangensialkomponentene til det av interferenslysbuen i det horisontale samleskinnesystemet oppbygde magnetfelt forløper i dette tilfelle parallelt med arbeidsretningen til sensoren og overskrider dens innkoblingsstrømtetthet. When placing the sensor according to fig. 13 and fig. 15, no Hall signal is generated by the sensors from an operating current in horizontal and vertical busbar systems. Only in the case of an interference arc, a hall signal is produced. The tangential components of the magnetic field built up by the interference arc in the horizontal busbar system in this case run parallel to the working direction of the sensor and exceed its switching current density.

Ved anordningen på fig. 13 kan kun en interferenslysbue i horisontale skinnesystem bli detektert. Derfor er det fordelaktig å anvende sensorer også i det vertikale området. Herved anordnes hallsensorene S3 og S4 analogt til hallsensorene Sl, S2 mellom utgangsskinnene 7', som vist på fig. 17. In the device in fig. 13, only an interference arc in horizontal rail systems can be detected. It is therefore advantageous to use sensors in the vertical area as well. In this way, the hall sensors S3 and S4 are arranged analogously to the hall sensors Sl, S2 between the output rails 7', as shown in fig. 17.

I det påfølgende skal LWL-sensorene LI til L8 bli nærmere beskrevet, idet det her er anvendt henvisningstall med dobbeltindeks. Anordningen og virkningen skal beskrives ved hjelp av det påfølgende eksempel uten direkte henvisning til tidligere beskrevne komplekse eksempler. In what follows, the LWL sensors LI to L8 will be described in more detail, as reference numbers with a double index are used here. The device and its effect shall be described by means of the following example without direct reference to previously described complex examples.

Den på fig. 18 til 22 viste innretning er anordnet for overvåkning av en interferenslysbue i det interferenslysbueutsatte samleskinnerom til et lavspennings-koblingsanlegg. Innretningen 1" består av en lysbølgeleder 2", en elektronisk krets 3" med en lysdiode med konstante lysstråler av bestemt bølgelengde ved begynnelsen av lysbølgelederen 1" og en mottaker ved enden av lysbølgelederen 1". Denne lysstrålen anvendes for overvåkning av beskyttelsesinnretningen. Drift av komponentene og mekanisk beskadigelse av lysbølgelederen er herved forstyrrelser som kan unngås. Utvikles i samleskinnerommet en interferenslysbue blir dette lyset koblet inn i lysbølgelederen av dens omliggende mantel. Dette ytterligere innkoblede lyset fører til en heving av lysnivået mottatt av en bedømmelseskrets. Den elektroniske kretsen 3" frembringer spenning som er proporsjonal med lysnivået. Etter overskridelse av et i bedømmelseskretsen innstillbart koblingsnivå frembringes et signal, som kan anvendes av et selektivt arbeidende beskyttelsesapparat 4" for utkobling av koblingsanleggsdelen som er gått i stykker som følge av interferenslysbue, eller det kan anvendes andre egnede innretninger. Bedømmelseskretsen befinner seg i et ikke-utsatt interferenslysbuested. The one in fig. The device shown in 18 to 22 is arranged for monitoring an interference arc in the interference arc-exposed busbar space of a low-voltage switching system. The device 1" consists of a light waveguide 2", an electronic circuit 3" with an LED with constant light beams of a specific wavelength at the beginning of the light waveguide 1" and a receiver at the end of the light waveguide 1". This light beam is used for monitoring the protection device. Operation of the components and mechanical damage to the light waveguide are interferences that can be avoided. If an interference arc develops in the busbar space, this light is coupled into the light waveguide by its surrounding sheath. This further coupled light leads to an increase in the light level received by an evaluation circuit. The electronic circuit 3" produces voltage proportional to the light level. After exceeding a switching level that can be set in the evaluation circuit, a signal is produced, which can be used by a selectively working protective device 4" to disconnect the switching system part that has broken as a result of an interference arc, or other suitable devices can be used. The evaluation circuit is in a non -prone to interference arc location.

Lysbølgelederen 2" består av en gradientfiber med en kjerne på tilnærmet 0,06 mm, en mantel på tilnærmet 0,12 mm og en andre mantel eller primærbeskyttelse bestående av et farget akrylat med en diameter på tilnærmet 0,25 mm med en grønn eller blå farge. Herved har lysbølgelederen 2" gunstige egenskaper så vel med hensyn til lysinnkoblingen av interferenslysbuer som også med hensyn til ufølsomhet mot fremmed lys. Den mekaniske fastheten og den nødvendige bøyeradiusen tilveiebringes likeledes. Den optiske dempingen til lysbølgelederen utgjør 3 til 4 Db/km ved 850 nm hhv. 0,5 til 1,5 Db/km ved 1300 nm. The light waveguide 2" consists of a gradient fiber with a core of approximately 0.06 mm, a sheath of approximately 0.12 mm and a second sheath or primary protection consisting of a colored acrylate with a diameter of approximately 0.25 mm with a green or blue color. The light waveguide 2" thus has favorable properties both with regard to the light switching of interference arcs and also with regard to insensitivity to extraneous light. The mechanical strength and the required bending radius are also provided. The optical attenuation of the light waveguide amounts to 3 to 4 Db/km at 850 nm or 0.5 to 1.5 Db/km at 1300 nm.

Lysbølgelederen med en blå omhylling har ved større strømmer et sikrere registreringsforhold med liten sannsynlighet for feilutløsning, mens en lysbølgeleder med grønn omhylling også ved enda mindre strømmer, f.eks. De = 4 kA, oppfyller kravene med hurtig og sikker registrering. Lysbølgeledere med grønn omhylling er altså foretrukket ved mindre strømmer, mens lysbølgeledere med blå omhylling er hensiktsmessig ved større strømmer. The optical waveguide with a blue sheath has a more secure recording relationship with higher currents with little probability of error triggering, while a light waveguide with a green sheath also at even lower currents, e.g. De = 4 kA, meets the requirements with fast and secure registration. Light waveguides with a green sheath are therefore preferred for smaller currents, while light waveguides with a blue sheath are appropriate for larger currents.

Ved lavspennings-koblingsanlegg som hovedfordeling er på grunn av den til rådighet stående større kortslutningseffekt dermed forbundne større feilstrømmer foretrukket å anvende lysbølgeledere med blå omhylling. Et ytterligere aspekt er at i hovedfordelingen må beskyttelsesteknikken arbeide svært pålitelig da en feilutløsning kan ha tungtveiende følger for tilsluttede apparater. Av denne grunn er den mindre feilutsatte blå omhyllingen å foretrekke da det er mindre sannsynlighet for en feilutløsning og det ved en lysbuefeil i ethvert tilfelle står til rådighet en tilstrekkelig strålingseffekt. In the case of low-voltage switchgear as the main distribution, due to the larger short-circuit effect available and the associated larger fault currents, it is preferred to use light waveguides with blue sheathing. A further aspect is that in the main distribution the protection technology must work very reliably as a fault trip can have serious consequences for connected devices. For this reason, the less fault-prone blue enclosure is preferable as there is less probability of a fault tripping and, in the event of an arc fault, a sufficient radiation effect is available in any case.

Ved anvendelse av i handelen tilgjengelige lysbølgeledere med en farget omhylling som til nå kun var for å skille de fra andre lysbølgeledere ved signaloverføring er ytterligere filter ikke nødvendig. When using commercially available optical waveguides with a colored covering, which until now was only to distinguish them from other optical waveguides during signal transmission, no further filter is necessary.

For å sikre en høy anleggssikkerhet er det nødvendig med en pålitelig funksjon av registreringskretsen. Det må sikres at ved de minste lysbueeffektene reagerer registreringsinnretningen på en sikker måte, og på tross av dette opprettholdes et tilstrekkelig støynivå-nyttenivå. En feilutløsning ved for liten avstand i støynivå-nyttenivå kan føre til utkobling av viktige forbrukere og en ikke-reaksjon ved for stor avstand i støynivå-nyttenivå kan føre til ødeleggelse av anlegget. For at det tilveiebringes en tilstrekkelig sikkerhet mot støylys utgjør det maksimale støynivået i dette utførelseseksempelet minst 30%, maksimalt 50% av nyttenivået. En ytterligere forstørrelse av støyavstanden øker rett nok sikkerheten mot støylys, men samtidig vanskeliggjøres registreringen av interferenslysbuer da koblingsterskelen eventuelt ikke nås. Dessuten blir registreringstiden større, slik at en registrering i området innenfor få millisekunder ikke lenger kan nås. In order to ensure a high level of plant safety, a reliable function of the registration circuit is necessary. It must be ensured that at the smallest arcing effects the recording device reacts in a safe manner, and despite this, a sufficient noise level-utility level is maintained. A fault tripping at too small a distance in noise level-utility level can lead to disconnection of important consumers and a non-reaction at too great a distance in noise level-utility level can lead to destruction of the system. In order to provide sufficient security against noisy light, the maximum noise level in this design example amounts to at least 30%, a maximum of 50% of the useful level. A further increase in the noise distance increases the safety against noisy light, but at the same time it makes the registration of interference arcs more difficult as the switching threshold may not be reached. In addition, the registration time becomes longer, so that a registration in the area within a few milliseconds can no longer be achieved.

Lysbølgelederen er anordnet i en avstand på tilnærmet 50 mm fra samleskinnene. Så vel ovenfor som også under samlesystemet har disse tilnærmet samme avstand. Avstanden kan bli redusert. Lysbølgelederen skal imidlertid ikke være anordnet direkte på samleskinnene da her vil være den største avskyggende virkning fra samleskinnene. Gunstig er det også å anordne lysbølgelederen i en avstand som tilsvarer samleskinneavstanden. The light waveguide is arranged at a distance of approximately 50 mm from the busbars. Both above and below the collecting system, these have approximately the same distance. The distance can be reduced. However, the light waveguide must not be arranged directly on the busbars, as this will have the greatest shielding effect from the busbars. It is also advantageous to arrange the light waveguide at a distance that corresponds to the busbar distance.

Fig. 18 viser en anordning med tre strømsamleskinner 5", 6" og 7" og en lysbølgeleder 2", som er anordnet loddrett til disse og som er viklet om alle tre strømsamleskinnene 5", 6" og 7" uten å berøre disse. Oppstår en interferenslysbue mellom to strømsamleskinner kan disse anses som linjeformede strålingskilder. Lysbølgelederen 2" ligger da parallelt med interferenslysbuen. Strålingen avgis radialsymmetrisk og treffer lysbølgelederen ved rette og svakt krummede steder. Det herved opptredende lys blir ifølge de mikroskopiske krumningene til lysbølgelederaksen koblet inn. Den på manteloverflaten til lysbølgelederen opptredende stråling i strålingsmaksimumet er ved denne anordningen høy i sammenligning med fremmedlys, slik at allerede ved oppståelsen av interferenslysbuer, altså i området mindre enn 5 ms, foregår en registrering. Som følge av filtervirkningen til omhyllingen blir dette forholdet enda gunstigere. Fig. 18 shows a device with three current collector rails 5", 6" and 7" and a light waveguide 2", which is arranged perpendicular to these and which is wrapped around all three current collector rails 5", 6" and 7" without touching them. If an interference arc occurs between two current busbars, these can be considered as linear radiation sources. The light waveguide 2" is then parallel to the interference arc. The radiation is emitted radially symmetrically and hits the light waveguide at straight and slightly curved locations. The resulting light is switched on according to the microscopic curvatures of the light waveguide axis. The radiation appearing on the mantle surface of the light waveguide in the radiation maximum is with this device high in comparison with extraneous light, so that already at the occurrence of interference arcs, i.e. in the area of less than 5 ms, a registration takes place. As a result of the filter effect of the casing, this ratio becomes even more favorable.

Radien til bøyningen av lysbølgelederen er her og i neste eksempel relativt stor i området av lysinnkoblingen, f.eks. større enn 40 mm, slik at fremmedlys vanskelig innkobles. The radius of the bending of the light waveguide is relatively large here and in the next example in the area of the light connection, e.g. larger than 40 mm, so that extraneous lights are difficult to switch on.

Lysbølgelederen 2" kan også, som vist på fig. 19, være viklet flere ganger om hver strømsamleskinne 5 og da være anordnet over hele lengden eller vesentlige deler av denne. Interferenslysbuen er derved alltid svært nær lysbølgelederen slik at tilstrekkelig lys i den tidlige oppståelsen av lysbuen kobles inn og det er mulig med en spesielt hurtig registrering. Det er rett nok da øket fare for at lysbølgelederen ødelegges ved en interferenslysbue, dette foregår imidlertid etter detekteringen. The light waveguide 2" can also, as shown in Fig. 19, be wound several times around each busbar 5 and then be arranged over the entire length or significant parts thereof. The interference arc is thus always very close to the light waveguide so that sufficient light in the early occurrence of the arc is switched on and a particularly fast registration is possible. It is true that there is an increased risk of the light waveguide being destroyed by an interference arc, however, this takes place after detection.

En andre anordning av lysbølgelederen er vist på fig. 20. Der er lysbølgelederen anordnet meanderformet foran strømsamleskinnene. Også en anordning bak strømsamleskinnene er mulig. Lysbølgelederen 2" forløper over store områder parallelt med strømsamleskinnene i tilnærmet lik avstand slik at med en relativt liten lysbølgelederlengde registreres sikrere et større registreringsområde. A second arrangement of the light waveguide is shown in fig. 20. There, the light waveguide is arranged in a meander shape in front of the current collector rails. A device behind the busbars is also possible. The light waveguide 2" extends over large areas parallel to the busbars at approximately the same distance, so that with a relatively short light waveguide length, a larger recording area is recorded more reliably.

Er det anordnet tilslutningsskinner, som vist på fig. 21, eller også feltsamleskinner, så kan den samme lysbølgelederen også være viklet om disse loddrette skinnene. Are connection rails arranged, as shown in fig. 21, or field collector rails, then the same light waveguide can also be wrapped around these vertical rails.

På fig. 22 er vist en anordning hvor lysbølgelederen 2" er viklet mellom strømuttak. I dette området er det mest sannsynlig at det oppstår en interferenslysbue. In fig. 22 shows a device where the light waveguide 2" is wound between power outlets. In this area, it is most likely that an interference arc will occur.

For å forhindre feilutløsning kan på kjent måte anvendes ytterligere kriterier, som strømstigning eller spenningsbrudd. In order to prevent fault triggering, additional criteria can be used in a known manner, such as current rise or voltage break.

I et koblingsanlegg, især i et lavspennings-koblingsanlegg, kan hvert funksjonsrom, som skinnerom, apparatrom og tilslutningsrom være forsynt med en separat lysbølgeleder. In a switching system, especially in a low-voltage switching system, each functional space, such as busbar space, apparatus space and connection space, can be provided with a separate optical waveguide.

Anordningen av lysbølgeledere kan foregå på skottplatene og andre i strømskinnenærhet tilstedeværende plane anleggsdeler, idet festet av lysbølgelederne kan foregå ved påklebing eller festeelementer, som festeører eller avstandsholdere. I hovedfordeler-skinnesystemet kan strømskinneholdeinnretningene brukes for festeinnretningen, f.eks. slik som vist og beskrevet i DE-PS 40 13 312. Lysbølgelederen kan føres gjennom derfor anordnede boringer. The arrangement of light waveguides can take place on the bulkhead plates and other planar plant parts present in the vicinity of the busbar, as the fixing of the light waveguides can take place by gluing or fastening elements, such as fixing lugs or spacers. In the main distribution busbar system, the busbar holding devices can be used for the fastening device, e.g. as shown and described in DE-PS 40 13 312. The light waveguide can be passed through therefore arranged bores.

I hovedfordeler-skinnesystemet er det spesielt fordelaktig når lysbølgelederen er anordnet langs strømsamleskinnen og i senteret i skinnemellomrommet. Derimot er det i apparattilslutningsrommet spesielt gunstig når lysbølgelederen er anordnet på tvers av strømskinnene som sløyfe- eller spiralformet, f.eks. på en skottplate. Ved utgangsskinner, som er lenger enn 300 mm, er anbringelse i lengderetningen gunstig. In the main distributor rail system, it is particularly advantageous when the light waveguide is arranged along the current collector rail and in the center of the rail gap. On the other hand, in the device connection room it is particularly advantageous when the light waveguide is arranged across the busbars as a loop or spiral, e.g. on a bulkhead plate. For output rails, which are longer than 300 mm, placement in the longitudinal direction is beneficial.

Lysbølgelederen er fortrinnsvis anordnet umiddelbart nær eller om spenningsførende deler, idet en direkte berøring av spenningsførende deler hhv. en vedliggende anordning ikke er utelukket, som er å forstå under begrepet umiddelbar nærhet. The light waveguide is preferably arranged immediately close to or around voltage-carrying parts, as direct contact with voltage-carrying parts or an adjacent device is not excluded, which is to be understood under the term immediate proximity.

Hallsensorene i dette eksempelet er på magnetisk feltreagerende sensorer og er i motsetning til magnetufølsomme sensorer, som strøm- og spenningsomformere, strøm-og spenningsuavhengig. The Hall sensors in this example are magnetic field responsive sensors and are, in contrast to magnetically insensitive sensors, such as current and voltage converters, independent of current and voltage.

Koblingshus av blikk eller metall utgjør en barriere for eksterne magnetfelt, som ellers ville koble inn hallsensorene. Connection housing made of tin or metal forms a barrier to external magnetic fields, which would otherwise engage the hall sensors.

Spesielt fordelaktig er det når hallsensorene er beskyttet med epoksyharpiks. It is particularly advantageous when the hall sensors are protected with epoxy resin.

Claims

1. Switching system for the distribution of electrical energy secured against interference arcs, characterized in that hall sensors (Hl to H8) and also light waveguides (LI to L3) are arranged as sensors, the hall sensors (Hl - H8) being connected to the light waveguides (LI - L3) via logic AND gates.

2. Switching system according to claim 1, characterized in that a short-circuit device (KS) is affected when an interference arc occurs, where a high current (Ic) is connected over a short time from an energy storage in a coil (N), producing a metallic short circuit between short-circuiting parts (XR, YR) as a result of the forces arising from the induction current in cup-like metal parts (Kl, K2), which are in a vacuum.

3. Switching system according to one of the preceding claims, characterized in that a short-circuiting device is affected when a circuit breaker, which is arranged in front of the place where the arc originates, has a longer disconnection time than the permissible arc existence time.

4. Switching system according to one of the preceding claims, characterized in that the Hall sensors (Hl - H8) are omnipolar, digital Hall sensors, which change their switching state when a magnetic field parallel to the sensor surface reaches into the sensor's effective range.

5. Switching system according to one of the preceding claims, characterized in that the optical waveguide sensors (LI - L3) have a blue casing, the interference arc light being switched in through this casing.

6. The switching system according to one of the preceding claims, characterized in that the hall sensors (Hl - H8) are locally an interference light arc recording sensor (Hl - H8), which is arranged in the individual switching cells (11 -13), function rooms, such as distribution rail rooms, apparatus rooms or connection rooms and functional room sections, such as supply or output rails for appliances, that the hall sensors (Hl - H8) are connected to a common registration and control unit assigned to at least one group of sensors and are there logically interconnected, and that the registration and control unit controls switching actions from those in switching and protection devices (EA, AA, KS, KA) located in the appliance rooms.